校地共探土壤生态样板 生物质炭基肥受青睐

点击次数:   更新时间:2020-12-12 02:03     来源:龙八国际

  日前,南京芝山富硒生态农业园开园。作为南京农业大学与南京市溧水区晶桥镇政府全面合作的农业园,将依托合作建设的生物质炭基肥、土壤调理剂生产基地,致力于打造土壤生态健康、乡土循环经济样板。

  作为一个新兴概念,生物质炭基肥近年来颇受青睐。如今,城镇的废弃物逐渐增多,土壤也在逐步退化,如何既能处理好废弃物,又能解决土壤的退化问题,是许多土壤学专家一直都在研究的问题。在此背景下,生物质炭基肥应运而生。经过研究,通过生物质比如秸秆、稻壳、农林加工剩余物等气化发电(或供热)联产炭、肥、热技术,用生物炭和生物质提取液(木醋液)技术,可解决土壤贫瘠、土壤污染、土壤退化、肥料减量等问题。

  南京农业大学农业资源与生态环境研究所潘根兴教授将生物炭基肥基本理论,形象地称作“土壤生物桥技术”。炭基肥基本理论即增加土壤中炭基——有机质的含量,快速改造土壤结构,平衡盐与水分,通过快速熟化创造有利于植物健康生长的土壤环境,从而增加土壤肥力,促进作物生长。

  “所谓生物质炭,是指由富含碳的生物质在无氧或缺氧条件下,经过高温裂解生成的一种具有高度芳香化、富含碳素的多孔固体颗粒物质。它含有大量的碳和植物营养物质、具有丰富的孔隙结构、较大的比表面积且表面含有较多的含氧活性基团,是一种多功能材料。”潘根兴介绍,“经过我们试验证明,生物质炭对农作物产量和品质以及对土壤品质,确实都有很好的提升作用。把生物质炭埋到地下,可以几百至上千年都不会消失,等于把碳封存在土壤里。生物质炭富含微孔,不但可以补充土壤的有机物含量,还可以有效地保存水分和养料,提高土壤肥力。事实上,肥沃的土壤大多呈现黑色,就是因为含碳量高的缘故。”

  此外,农业施肥最怕下一场雨,肥料就会流失,但是生物质炭跟肥料结合后,就能把肥料固定住,吸附在孔隙里,起到缓释作用;同时,炭对保水、提高地温、改善微生物环境都能起到良好的作用。

  近年来,潘根兴带领团队聚焦秸秆焚烧处理难、利用难、推广难的问题,在国内率先研制示范农业废弃物安全、绿色、低碳的热裂解生物质炭循环资源化技术。“将回收来的秸秆在高温密闭的系统中通过热裂解技术,转化为生物质炭。施用了生物质炭的土壤,会有炭颗粒与土壤结合,使土壤更加疏松,植物也更加健康。”潘根兴说。

  通过这种技术将秸秆热裂解,产生的气体、液体、固体等三相物质都有用处——气体是生物质可燃气,可用作能源;液体可以加工为叶面调理剂或液体有机肥;固体残渣就是生物质炭,可用作土壤改良剂,进而加工成炭基肥。整个过程的物质循环率能达到85%以上,每吨秸秆炭化能有效“减排”近0.6吨CO2当量。就这样,通过秸秆处理新技术——生物质热裂解与资源化利用产品技术,提供了秸秆炭化还田的解决方案。

  炭基肥价格与市场上常见的复合肥相当,又可有效减少10%至15%的化肥量,因而很受农户欢迎。如今,炭基肥已从大田作物转向了特色果蔬,在安徽、辽宁、内蒙古等地投入大棚应用,减肥20%以上,直接提高收益30%左右。“不仅将秸秆变成炭基肥,同时带动生产更多的优质农产品,这才是生态农业的必由之路。”潘根兴说,以生物质炭为基础的炭基复合肥料扩张空间广阔,如果按15%占有率,至少可以达到1500万吨,潜力巨大。

  “芝山村土壤天然富硒,具有特色自然资源禀赋,通过‘炭基+富硒’生态园建设,双方将合作从土壤健康、环境健康,到食物健康,再到精神健养,探索从农产品源头生产到消费生活的多样化、多功能、多联产的全覆盖,打造自然富硒与炭基生态融合、绿色文明的和美乡土农业园区。”潘根兴说。

  就农业层面来说,生物质炭本身具有土壤改良和土壤固碳的作用,是良好的土壤改良剂和肥料缓释材料。生物质炭具有炭的性能,表面积大、孔隙发达、吸附性强,能控制肥料慢慢释放,不仅可以解决土壤板结问题,还能解决肥料利用率低的问题。记者 王 拓

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